TWI631742B - 發光裝置、電子裝置以及照明設備 - Google Patents
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Abstract
本發明的一個方式提供一種發光效率良好的發光元件。該發光元件包括：第一電極；第二電極；以及形成在所述第一電極與所述第二電極之間的包含有機化合物的層，其中，所述包含有機化合物的層至少包括包含第一有機化合物、第二有機化合物及螢光物質的發光層，所述第一有機化合物是具有電子傳輸性的物質，所述第二有機化合物是具有電洞傳輸性的物質，所述第二有機化合物具有三芳胺骨架，在所述三芳胺骨架的三個芳基之中，至少一個是包含對聯苯骨架的基。
Description
本發明係關於一種使用有機化合物作為發光物質的發光元件、顯示裝置、發光裝置、電子裝置以及照明設備。
使用有機化合物作為發光物質的電流激發型發光元件，所謂的有機EL元件被應用於光源、照明或顯示器等。
已知有機EL元件中的單重態激子與三重態激子的生成比例為1：3。因此，當將單重激發態能量轉換為螢光發光時，內部量子效率的極限為25%，而當將三重激發態能量轉換為磷光發光時，在考慮到能量藉由系間竄躍由單重激發能階轉移時，內部量子效率可達到100%。因此，為了獲得高效率的發光，大多情況選擇使用磷光材料作為發光物質的有機EL元件(也稱為磷光發光元件)。
但是，能夠將三重激發能量高效率地轉換為發光的物質大多是有機金屬錯合物，而其中心金屬幾乎都
是產量少的稀有金屬。這樣的稀有金屬當然是昂貴的，並且其價格變動快，其供給也因國際形勢而不穩定。因此，磷光發光元件在成本或供給的穩定性上仍有懸念。
將三重激發能量轉換為發光的其他的方法有利用延遲螢光的方法。這是利用由三重激發能量的三重激發能階轉移至單重激發能階的反系間竄躍的方法，此時，由於發光起因於單重激發能階，所以獲得的是螢光而不是磷光。這在單重激發能階與三重激發能階之間的能量差小的情況下容易發生，實際上也有獲得了超過螢光發光效率的理論極限的發光效率的報告。
此外，也有如下報告：藉由從兩種物質生成單重激發能階與三重激發能階的能量差小的激態錯合物(exciplex)，並且利用來自該激態錯合物的延遲螢光來實現了效率良好的發光元件。
[非專利文獻1]K.Goushi et al., Applied Physics Letters, 101, pp.023306/1-023306/4 (2012).
另一方面，在使用上述激態錯合物的發光元件中，在很多情況下，不能獲得高效率的發光。實際上，在有機EL元件的開發歷史上，因為激態錯合物會降低效率，一般以不形成激態錯合物的方式設計有機EL元件。
此外，在很多情況下，將激態錯合物用於發
光中心的發光元件隨著驅動時間經過會出現大幅度的亮度下降，即使用壽命短。
於是，本發明的一個方式的目的之一是提供一種發光效率良好的發光元件。此外，本發明的一個方式的目的之一是提供一種即使不將稀有金屬用於發光材料，發光效率也良好的發光元件。此外，本發明的一個方式的目的之一是提供一種利用激態錯合物的發光效率良好的發光元件。此外，本發明的一個方式的目的之一是提供一種發射來自螢光物質的發光的發光效率良好的發光元件。此外，本發明的一個方式的目的之一是提供一種藉由來自激態錯合物的能量轉換而發光的發光效率良好的螢光發光元件。此外，本發明的一個方式的目的之一是提供一種在實現上述目的的同時，使用壽命也長的發光元件。
此外，本發明的一個方式的目的之一是藉由使用上述發光元件來提供發光效率高的發光裝置、顯示裝置、電子裝置以及照明設備。此外，本發明的另一個方式的目的之一是提供在實現上述目的的同時，使用壽命也長的發光裝置、顯示裝置、電子裝置以及照明設備。
注意，這些目的的記載不妨礙其他目的的存在。此外，本發明的一個方式並不需要同時實現所有上述目的。有時上述以外的目的是從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載中顯然易見的。
為實現上述目的的本發明的一個方式是一種發光元件，包括：第一電極；第二電極；以及形成在所述第一電極與所述第二電極之間的包含有機化合物的層，其中，所述包含有機化合物的層至少包括包含第一有機化合物、第二有機化合物及螢光物質的發光層，所述第一有機化合物是具有電子傳輸性的物質，所述第二有機化合物是具有電洞傳輸性的物質，所述第二有機化合物具有三芳胺骨架，在所述三芳胺骨架的三個芳基之中，至少一個是包含對聯苯骨架的基。
此外，本發明的其他的方式是具有上述結構的發光元件，其中，在所述三芳胺骨架的三個芳基之中，至少兩個是包含對聯苯骨架的基。
此外，本發明的其他的方式是一種發光元件，包括：第一電極；第二電極；以及形成在所述第一電極與所述第二電極之間的包含有機化合物的層，其中，所述包含有機化合物的層至少包括包含第一有機化合物、第二有機化合物及螢光物質的發光層，所述第一有機化合物是具有電子傳輸性的物質，所述第二有機化合物是具有電洞傳輸性的物質，所述第二有機化合物具有三芳胺骨架，在所述三芳胺骨架的三個芳基之中，至少一個是包含茀骨架的基。
此外，本發明的其他的方式是一種發光元件，包括：第一電極；第二電極；以及形成在所述第一電極與所述第二電極之間的包含有機化合物的層，其中，所
述包含有機化合物的層至少包括包含第一有機化合物、第二有機化合物及螢光物質的發光層，所述第一有機化合物是具有電子傳輸性的物質，所述第二有機化合物是具有電洞傳輸性的物質，所述第二有機化合物具有三芳胺骨架，在所述三芳胺骨架的三個芳基之中，至少一個是取代或未取代的對聯苯基。
此外，本發明的其他的方式是具有上述結構的發光元件，其中，在所述三芳胺骨架的三個芳基中，至少兩個是取代或未取代的對聯苯基。
此外，本發明的其他的方式是一種發光元件，包括：第一電極；第二電極；以及包含形成在所述第一電極與所述第二電極之間的包含有機化合物的層，其中，所述包含有機化合物的層至少包括包含第一有機化合物、第二有機化合物及螢光物質的發光層，所述第一有機化合物是具有電子傳輸性的物質，所述第二有機化合物是具有電洞傳輸性的物質，所述第二有機化合物具有三芳胺骨架，在所述三芳胺骨架的三個芳基之中，至少一個是取代或未取代的茀-2-基。
此外，本發明的其他的方式是具有上述結構的發光元件，其中，在所述第二有機化合物中的所述三芳胺骨架中，至少一個芳基是包含對聯苯骨架的基。
此外，本發明的其他的方式是具有上述結構的發光元件，其中，所述包含對聯苯骨架的基是取代或未取代的對聯苯基、取代或未取代的茀-2-基、取代或未取
代的螺茀基以及取代或未取代的4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基之中的任一個。
此外，本發明的其他的方式是具有上述結構的發光元件，其中，在所述第二有機化合物中的所述三芳胺骨架中，至少一個芳基是取代或未取代的4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基。
此外，本發明的其他的方式是具有上述結構的發光元件，其中所述第二有機化合物是不包含萘骨架的物質。
此外，本發明的其他的方式是具有上述結構的發光元件，其中所述第一有機化合物及所述第二有機化合物形成激態錯合物。
此外，本發明的其他的方式是具有上述結構的發光元件，其中，所述第一有機化合物及所述第二有機化合物的三重激發能量比相當於由所述第一有機化合物及所述第二有機化合物形成的激態錯合物的發光波長的能量大。
此外，本發明的其他的方式是具有上述結構的發光元件，其中，所述螢光物質的最大發光波長比由所述第一有機化合物及所述第二有機化合物形成的激態錯合物的最大發光波長長。
此外，本發明的其他的方式是一種發光元件，其中，具有上述結構的發光元件中的發光包含延遲螢光。
此外，本發明的其他的方式是一種包括具有上述結構的發光元件的照明設備。
此外，本發明的其他的方式是一種包括具有上述結構的發光元件以及控制該發光元件的單元的發光裝置。
此外，本發明的其他的方式是一種在其顯示部中包括具有上述結構的發光元件並包括控制該發光元件的單元的顯示裝置。
此外，本發明的其他的方式是一種包括具有上述結構的發光元件的電子裝置。
注意，本說明書中的發光裝置包括使用發光元件的影像顯示裝置。此外，如下模組都包括在發光裝置中：發光元件安裝有連接器諸如各向異性導電膜或TCP(Tape Carrier Package：帶載封裝)的模組；在TCP的端部設置有印刷線路板的模組；藉由COG(Chip On Glass：晶粒玻璃接合)方式在發光元件上直接安裝有IC(積體電路)的模組。
本發明的一個方式能夠提供一種發光效率良好的發光元件。此外，本發明的一個方式能夠提供一種即使不將稀有金屬用於發光材料，發光效率也良好的發光元件。本發明的一個方式能夠提供一種利用激態錯合物的效率良好的發光元件。本發明的一個方式能夠提供一種來自激態錯合物的發光的效率良好的發光元件。本發明的一個方式能夠提供一種藉由利用由激態錯合物的能量轉移發光
的效率良好的螢光發光元件。此外，本發明的一個方式能夠提供一種在實現上述目的的同時，使用壽命也長的發光元件。
本發明的一個方式能夠提供發光效率高的發光裝置、顯示裝置、電子裝置以及照明設備。此外，本發明的另一個方式能夠提供發光效率高且使用壽命長的發光裝置、顯示裝置、電子裝置以及照明設備。
101‧‧‧第一電極
102‧‧‧第二電極
103‧‧‧包含有機化合物的層
111‧‧‧電洞注入層
112‧‧‧電洞傳輸層
113‧‧‧發光層
114‧‧‧電子傳輸層
115‧‧‧電子注入層
400‧‧‧基板
401‧‧‧第一電極
403‧‧‧包含有機化合物的層
404‧‧‧第二電極
405‧‧‧密封材料
406‧‧‧密封材料
407‧‧‧密封基板
408‧‧‧空間
412‧‧‧焊盤
420‧‧‧IC晶片
501‧‧‧第一電極
502‧‧‧第二電極
511‧‧‧第一發光單元
512‧‧‧第二發光單元
513‧‧‧電荷產生層
601‧‧‧驅動電路部(源極線驅動電路)
602‧‧‧像素部
603‧‧‧驅動電路部(閘極線驅動電路)
604‧‧‧密封基板
605‧‧‧密封材料
607‧‧‧空間
608‧‧‧佈線
609‧‧‧FPC(撓性印刷電路)
610‧‧‧元件基板
611‧‧‧開關TFT
612‧‧‧電流控制TFT
613‧‧‧第一電極
614‧‧‧絕緣物
616‧‧‧包含有機化合物的層
617‧‧‧第二電極
618‧‧‧發光元件
623‧‧‧n通道TFT
624‧‧‧p通道TFT
901‧‧‧外殼
902‧‧‧液晶層
903‧‧‧背光單元
904‧‧‧外殼
905‧‧‧驅動器IC
906‧‧‧端子
951‧‧‧基板
952‧‧‧電極
953‧‧‧絕緣層
954‧‧‧隔壁層
955‧‧‧包含有機化合物的層
956‧‧‧電極
1001‧‧‧基板
1002‧‧‧基底絕緣膜
1003‧‧‧閘極絕緣膜
1006‧‧‧閘極電極
1007‧‧‧閘極電極
1008‧‧‧閘極電極
1020‧‧‧第一層間絕緣膜
1021‧‧‧第二層間絕緣膜
1022‧‧‧電極
1024W‧‧‧發光元件的第一電極
1024R‧‧‧發光元件的第一電極
1024G‧‧‧發光元件的第一電極
1024B‧‧‧發光元件的第一電極
1025‧‧‧隔壁
1028‧‧‧包含有機化合物的層
1029‧‧‧發光元件的第二電極
1031‧‧‧密封基板
1032‧‧‧密封材料
1033‧‧‧透明基材
1034R‧‧‧紅色著色層
1034G‧‧‧綠色著色層
1034B‧‧‧藍色著色層
1035‧‧‧黑色層(黑矩陣)
1036‧‧‧外套層
1037‧‧‧第三層間絕緣膜
1040‧‧‧像素部
1041‧‧‧驅動電路部
1042‧‧‧周邊部
2001‧‧‧外殼
2002‧‧‧光源
3001‧‧‧照明設備
5000‧‧‧顯示區域
5001‧‧‧顯示區域
5002‧‧‧顯示區域
5003‧‧‧顯示區域
5004‧‧‧顯示區域
5005‧‧‧顯示區域
7101‧‧‧外殼
7103‧‧‧顯示部
7105‧‧‧支架
7107‧‧‧顯示部
7109‧‧‧操作鍵
7110‧‧‧遙控器
7201‧‧‧主體
7202‧‧‧外殼
7203‧‧‧顯示部
7204‧‧‧鍵盤
7205‧‧‧外部連接埠
7206‧‧‧指向裝置
7210‧‧‧第二顯示部
7301‧‧‧外殼
7302‧‧‧外殼
7303‧‧‧連接部
7304‧‧‧顯示部
7305‧‧‧顯示部
7306‧‧‧揚聲器部
7307‧‧‧儲存介質插入部
7308‧‧‧LED燈
7309‧‧‧操作鍵
7310‧‧‧連接端子
7311‧‧‧感測器
7401‧‧‧外殼
7402‧‧‧顯示部
7403‧‧‧操作按鈕
7404‧‧‧外部連接埠
7405‧‧‧揚聲器
7406‧‧‧麥克風
9033‧‧‧夾子
9034‧‧‧開關
9035‧‧‧電源開關
9036‧‧‧開關
9038‧‧‧操作開關
9630‧‧‧外殼
9631‧‧‧顯示部
9631a‧‧‧顯示部
9631b‧‧‧顯示部
9632a‧‧‧觸控面板區域
9632b‧‧‧觸控面板區域
9633‧‧‧太陽能電池
9634‧‧‧充放電控制電路
9635‧‧‧電池
9636‧‧‧DCDC轉換器
9637‧‧‧操作鍵
9638‧‧‧轉換器
9639‧‧‧按鈕
在圖式中：圖1A和圖1B為發光元件的示意圖；圖2A和圖2B為主動矩陣型發光裝置的示意圖；圖3A和圖3B為被動矩陣型發光裝置的示意圖；圖4為主動矩陣型發光裝置的示意圖；圖5A和圖5B為主動矩陣型發光裝置的示意圖；圖6A和圖6B為照明設備的示意圖；圖7A至圖7D為示出電子裝置的圖；圖8為示出電子裝置的圖；圖9為示出照明設備的圖；圖10為示出照明設備的圖；圖11為示出車載顯示裝置及照明設備的圖；圖12A至圖12C為示出電子裝置的圖；圖13為發光元件1及對比發光元件1的電流密度-亮
度特性；圖14為發光元件1及對比發光元件1的亮度-電流效率特性；圖15為發光元件1及對比發光元件1的電壓-亮度特性；圖16為發光元件1及對比發光元件1的亮度-功率效率特性；圖17為發光元件1及對比發光元件1的亮度-外部量子效率特性；圖18為發光元件1及對比發光元件1的發射光譜；圖19為發光元件1及對比發光元件1的歸一化亮度的時間依賴特性；圖20為發光元件2及對比發光元件2的電流密度-亮度特性；圖21為發光元件2及對比發光元件2的亮度-電流效率特性；圖22為發光元件2及對比發光元件2的電壓-亮度特性；圖23為發光元件2及對比發光元件2的亮度-功率效率特性；圖24為發光元件2及對比發光元件2的亮度-外部量子效率特性；圖25為發光元件2及對比發光元件2的發射光譜；圖26為發光元件2及對比發光元件2的歸一化亮度
的時間依賴特性；圖27為發光元件3及對比發光元件3的電流密度-亮度特性；圖28為發光元件3及對比發光元件3的亮度-電流效率特性；圖29為發光元件3及對比發光元件3的電壓-亮度特性；圖30為發光元件3及對比發光元件3的亮度-功率效率特性；圖31為發光元件3及對比發光元件3的亮度-外部量子效率特性；圖32為發光元件3及對比發光元件3的發射光譜；圖33為發光元件3及對比發光元件3的歸一化亮度的時間依賴特性。
下面，參照圖式對本發明的實施方式進行詳細說明。注意，本發明不侷限於以下說明，而所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的精神及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅侷限在以下所示的實施方式所記載的內容中。
作為將三重激發能量轉換為發光的方法，典型地有利用起因於三重激發能階的直接發光的磷光的方法或者利用延遲螢光的方法等，在該利用延遲螢光的方法中，在三重激發能階藉由反系間竄躍轉移至單重激發能階之後，三重激發能量被轉換成單重激發能量，並由單重激發能階發光。
實際上也有關於使用磷光發光材料且以非常高的效率發光的發光元件的結構的報告，該報告證明了利用三重激發能階獲得發光的優點。但是，由於磷光發光材料的中心金屬幾乎都是稀有金屬，所以存在量產時的成本或供給的穩定性的問題。
另一方面，近年來，據報告可知利用延遲螢光材料的發光元件達到一定程度的成果。然而，以較高的效率呈現延遲螢光的物質需要具有單重激發能階與三重激發能階接近的非常罕見的狀態，因此，具有特殊的分子結構，可應用的物質種類也有限制。
激態錯合物是藉由兩種分子的電荷轉移相互作用形成的激發狀態的錯合物，在很多情況下其單重激發能階與三重激發能階很接近。
因此，激態錯合物在室溫下也容易呈現延遲螢光，有實現發光效率高的螢光發光元件的可能性。再者，激態錯合物的發光波長相當於形成該錯合物的兩個物質的更淺的HOMO能階與更深的LUMO能階之間的差異。因此，藉由選擇形成激態錯合物的物質，比較容易獲
得所希望的波長的發光。
然而，積極地利用來自激態錯合物的發光的研究還在開發中，關於使用什麼樣的物質才能夠使由三重激發能階轉移至單重激發能階的反系間竄躍高效率地發生的指南也很少，在沒有任何指南的情況下製造元件也不會獲得良好的結果。
在此，藉由高效率地進行由三重激發能階至單重激發能階的反系間竄躍，若能夠將激發能量高效率地從可以將三重激發能量轉換為單重激發能量的激態錯合物移動到螢光物質，則可以從螢光物質也獲得比以往高效率的發光。於是，在本實施方式中，說明使用該激態錯合物且將螢光物質用作發光中心的高效率地發光的發光元件的結構。
本實施方式中的發光元件具有一對電極間夾有包含有機化合物的層(也可以包含無機化合物)的結構，該包含有機化合物的層至少具有發光層。發光層包含具有電子傳輸性的第一有機化合物、具有電洞傳輸性的第二有機化合物及螢光物質。
第一有機化合物和第二有機化合物為形成激態錯合物的組合。為了形成激態錯合物，第一有機化合物的HOMO能階及LUMO能階較佳為都比第二有機化合物的HOMO能階及LUMO能階深。
激態錯合物的形成過程有以下兩種。
一種形成過程為處於具有載子的狀態(陽離
子或者陰離子)的具有電子傳輸性的第一有機化合物和具有電洞傳輸性的第二有機化合物形成激態錯合物的過程。
另一種形成過程為在具有電子傳輸性的第一有機化合物或具有電洞傳輸性的第二有機化合物中的一個形成單重態激子之後，與基態下的另一個相互作用而形成激態錯合物的基本過程。
本實施方式中的激態錯合物藉由上述哪一種過程生成都可以。
在此，若具有電洞傳輸性的第二有機化合物具有三芳胺骨架，並且該三芳胺骨架中的三個芳基之中至少一個是包含對聯苯骨架的基，則能夠獲得高效率的發光。另外，若該包含對聯苯骨架的基是包含茀骨架的基，則能夠獲得特性更加良好的發光元件，所以是較佳的。
作為包含對聯苯骨架的基，可以舉出：取代或未取代的對聯苯基；取代或未取代的茀基；取代或未取代的螺茀基；以及取代或未取代的4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基等。
其中，包含對聯苯骨架的基是取代或未取代的茀基(由於包含對聯苯骨架，所以是茀-2-基)的結構可以示出更加良好的發光特性(電流效率或外部量子效率等發光效率)，所以是較佳的結構。
另外，在三芳胺骨架中有三個芳基鍵合，更佳為該三個芳基之中的兩個以上是選自上述基中的基。
並且，在三芳胺骨架的三個芳基之中的一個
是取代或未取代的對聯苯基的情況下，若其他芳基之中的至少一個是取代或未取代的4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基或者9-苯基-9H-咔唑-3-基，則能夠提供發光效率良好的發光元件，所以是較佳的結構。
另外，當這些基具有取代基時，作為該取代基可以舉出碳原子數為1至4的烷基及苯基。
作為本實施方式中的第二有機化合物的除了上述基以外的芳基，可以使用碳原子數為6至50的芳基或碳原子數為1至50的雜芳基等。但是，由於包含萘骨架的基降低所形成的激態錯合物的三重激發能階，從而有的激態錯合物不能獲得效率高的發光，所以較佳為避免使用包含萘骨架的基。
另外，也可以作為第二有機化合物使用二芳基胺基鍵合於上述那樣的三芳胺的任一個芳基而成的物質。此時，該二芳基胺基所包含的兩個芳基較佳為分別獨立為上述包含對聯苯骨架的基、上述碳原子數為6至50的芳基和上述碳原子數為1至50的雜芳基之中的任一個。
第二有機化合物也可以由以下通式(G1)表示。
注意，在上述通式(G1)中，Ar1表示包含對
聯苯骨架的基，Ar2及Ar3分別獨立表示碳原子數為6至50的芳基或碳原子數為1至50的雜芳基。
另外，更佳的是在上述通式(G1)中，Ar1及Ar2兩者都分別獨立表示包含對聯苯骨架的基，而Ar3表示碳原子數為6至50的芳基或碳原子數為1至50的雜芳基。
另外，在上述通式(G1)中，Ar1至Ar3也可以分別獨立表示包含對聯苯骨架的基。
另外，第二有機化合物也可以由以下通式(G2)表示。
注意，在上述通式(G2)中，Ar1、Ar2、Ar5及Ar6之中的至少一個表示包含對聯苯骨架的基，其餘分別獨立表示碳原子數為6至50的芳基或碳原子數為1至50的雜芳基。另外，Ar4表示取代或未取代的伸苯基、取代或未取代的聯苯二基、取代或未取代的茀二基、取代或未取代的螺茀二基之中的任一個。注意，由通式(G2)表示的第二有機化合物較佳為不包含萘骨架。
另外，更佳的是在上述通式(G2)中，Ar1及Ar2兩者都分別獨立表示包含對聯苯骨架的基，而Ar5及Ar6分別獨立表示碳原子數為6至50的芳基或碳原子數為1至50的雜芳基。注意，這些較佳為不包含萘骨架。
另外，在上述通式(G2)中，Ar1、Ar2、Ar5及Ar6也可以分別獨立表示包含對聯苯骨架的基。
注意，在上述第二有機化合物的說明中，包含對聯苯骨架的基較佳為取代或未取代的對聯苯基、取代或未取代的茀-2-基、取代或未取代的螺茀基以及取代或未取代的4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基之中的任一個。
另外，為了保持大的三重激發能量，上述碳原子數為6至50的芳基以及碳原子數為1至50的雜芳基較佳為不包含萘骨架，明確而言，較佳為取代或未取代的苯基、取代或未取代的聯苯基、取代或未取代的茀基、取代或未取代的螺茀基、取代或未取代的二苯並呋喃基所結合的苯基、取代或未取代的二苯並噻吩基所結合的苯基、取代或未取代的9-苯基-9H-咔唑-3-基等。
另外，在上述第二有機化合物的各取代基的說明中，當該取代基還具有取代基時，作為該取代基可以應用碳原子數為1至6的烷基、苯基及聯苯基。
作為上述第二有機化合物，具體可以舉出如下結構式(100)至(109)那樣的化合物。但是，能夠在本實施方式中使用的第二有機化合物不侷限於以下的例子。
注意，第一有機化合物及第二有機化合物的三重激發能量(相當於三重激發能階與單重基態能階之間的差的能量)較佳為高於激態錯合物的三重激發能量。當第一有機化合物和第二有機化合物的三重激發能量比激態錯合物的三重激發能量小時，發生激態錯合物的三重激發能量的轉移，難以獲得效率高的發光。
為了避免這種問題，第一有機化合物及第二有機化合物較佳為不包含萘骨架。
另外，可以認為單重激發能階與三重激發能階之間的能量差小的激態錯合物的三重激發能量是相當於激態錯合物的發光的波長的能量。
具有電子傳輸性的第一有機化合物主要可以使用電子移動率為10-6cm2/Vs以上的電子傳輸性材料，明確而言，較佳為使用含氮雜芳族化合物等缺π電子雜芳族化合物，例如可以舉出：2-(4-聯苯基)-5-(4-三級丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(簡稱：PBD)、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-三級丁基苯基)-1,2,4-三唑(簡稱：TAZ)、1,3-雙[5-(對三級丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(簡稱：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CO11)、2,2',2"-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯並咪唑)(簡稱：TPBI)及2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯並咪唑(簡稱：mDBTBIm-II)等的具有多唑骨架的雜環化合物；2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹啉(簡稱：
2mDBTPDBq-II)、7-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹啉(簡稱：7mDBTPDBq-II)、6-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹啉(簡稱：6mDBTPDBq-II)、2-[3'-(二苯並噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯並[f,h]喹啉(簡稱：2mDBTBPDBq-II)及2-[3'-(9H-咔唑-9-基)聯苯-3-基]二苯並[f,h]喹啉(簡稱：2mCzBPDBq)等的具有喹啉骨架或二苯並喹啉骨架的雜環化合物；4,6-雙[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(簡稱：4,6mPnP2Pm)、4,6-雙[3-(4-二苯並噻吩基)苯基]嘧啶(簡稱：4,6mDBTP2Pm-II)及4,6-雙[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(簡稱：4,6mCzP2Pm)、4-[3'-(二苯並噻吩-4-基)聯苯-3-基]苯並呋喃並[3,2-d]嘧啶(簡稱：4mDBTBPBfpm-II)等的具有二嗪骨架(嘧啶骨架或吡嗪骨架)的雜環化合物；以及3,5-雙[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(簡稱：35DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(簡稱：TmPyPB)及3,3',5,5'-四[(間-吡啶基)-苯-3-基]聯苯基(簡稱：BP4mPy)等的具有吡啶骨架的雜環化合物。其中，具有喹啉骨架或二苯並喹啉骨架的雜環化合物、具有二嗪骨架的雜環化合物、具有吡啶骨架的雜環化合物的可靠性高，所以是較佳的。除了上述以外，作為第一有機化合物還可以舉出：苯基-二(1-芘基)氧化膦(簡稱：POPy2)、螺環-9,9'-二茀-2-基-二苯基氧化膦(簡稱：SPPO1)、2,8-雙(二苯基磷醯基)二苯並[b,d]噻吩(簡稱：PPT)、3-(二苯基磷醯基)-9-[4-
(二苯基磷醯基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：PPO21)等的三芳基氧化膦；以及三[2,4,6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷(簡稱：3TPYMB)等的三芳基硼烷等。其中，為了形成高效率地發光的激態錯合物，具有二嗪骨架的物質是有效的，其中具有嘧啶骨架的物質是較佳的。
作為發光層所包含的螢光物質，只要是呈現在比激態錯合物的波長長的一側具有極大值的發光的物質，則沒有特別的限制而可以使用各種各樣的材料。具體可以舉出：5,6-雙[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2,2'-聯吡啶(簡稱：PAP2BPy)、5,6-雙[4'-(10-苯基-9-蒽基)聯苯基-4-基]-2,2'-聯吡啶(簡稱：PAPP2BPy)、N,N'-雙[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(簡稱：1,6FLPAPrn)、N,N'-雙[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N'-二苯基二苯乙烯-4,4'-二胺(簡稱：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡稱：YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(9,10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(簡稱：2YGAPPA)、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(簡稱：PCAPA)、苝、2,5,8,11-四-三級丁基苝(簡稱：TBP)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱：PCBAPA)、N,N"-(2-三級丁基蒽-9，10-二基二-4,1-苯撐基)雙[N,N',N'-三苯基-1，4-苯二胺](簡稱：DPABPA)、N,9-二苯基-N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCAPPA)、N-[4-(9,10-二苯
基-2-蒽基)苯基]-N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺(簡稱：2DPAPPA)、N,N,N',N',N",N",N"',N"'-八苯基二苯並[g,p]屈(chrysene)-2,7,10,15-四胺(簡稱：DBC1)、香豆素30、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)、N-[9,10-雙(1,1'-聯苯基-2-基)-2-蒽基]-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCABPhA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺(簡稱：2DPAPA)、N-[9,10-雙(1,1'-聯苯-2-基)-2-蒽基]-N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺(簡稱：2DPABPhA)、9,10-雙(1,1'-聯苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(簡稱：2YGABPhA)、N,N,9-三苯基蒽-9-胺(簡稱：DPhAPhA)、香豆素545T、N,N'-二苯基喹吖酮(簡稱：DPQd)、紅螢烯、5,12-雙(1,1'-聯苯-4-基)-6,11-二苯基稠四苯(簡稱：BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲胺基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亞基)丙烷二腈(簡稱：DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(2,3,6,7-四氫-1H，5H-苯並[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙烷二腈(簡稱：DCM2)、N,N,N',N'-四(4-甲基苯基)稠四苯-5,11-二胺(簡稱：p-mPhTD)、7,14-二苯基-N,N,N',N'-四(4-甲基苯基)苊並[1,2-a]丙二烯合茀-3,10-二胺(簡稱：p-mPhAFD)、2-{2-異丙基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯並[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙烷二腈(簡稱：DCJTI)、{2-三級丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯並[ij]喹
嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙烷二腈(簡稱：DCJTB)、2-(2,6-雙{2-[4-(二甲胺基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亞基)丙烷二腈(簡稱：BisDCM)、2-{2,6-雙[2-(8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯並[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙烷二腈(簡稱：BisDCJTM)等。
上述發射螢光的材料的發光層中的濃度較佳為5wt%以下，更佳為1wt%以下。
另外，藉由選擇能夠使由第一有機化合物及第二有機化合物形成的激態錯合物的發射光譜與螢光物質的最長波長一側的吸收帶重疊的材料，可以提高能量移動效率，從而獲得外部量子效率更好的發光元件。
螢光物質中的最長波長一側的吸收帶是相當於從該物質的單重基態能階到單重激發能階的遷移的吸收。因此，藉由使該吸收帶與激態錯合物的發射光譜重疊而可以實現從激態錯合物到螢光物質的高效率的能量移動。其結果，可以獲得外部量子效率良好的發光元件。
另外，由於相當於激態錯合物的發光波長的能量與第一有機化合物和第二有機化合物之中HOMO能階較淺那一個的HOMO能階與LUMO能階較深那一個的LUMO能階的差一致，所以藉由適當選擇合適的能階組合，可以使激態錯合物的發光波長大部分地重疊於所希望的螢光物質的上述吸收帶，從而可以簡單地提高能量移動效率。
另外，來自由第一有機化合物及第二有機化合物形成的激態錯合物的發光的外部量子效率非常高，含有大量延遲螢光的蓋然性也大。因此，藉由來自該激態錯合物的能量移動，可以提供其外部量子效率超過“不以處於激發態的主體材料中的系間跨越的發生為前提的以往的理論上的極限”的螢光發光元件。不採取提高提取效率的措施的螢光發光元件的外部量子效率的理論極限一般被認為是5至7%，但是藉由採用本實施方式的發光元件的結構，容易實現呈現超過理論極限的外部量子效率的發光元件。
如此，藉由使用本實施方式的結構可以提供一種發光元件，該發光元件藉由利用由三重激發能階至單重激發能階的反系間竄躍，能夠將三重激發能量轉換為螢光發光，並且能夠高效率地發光。由此，可以簡單地提供高效率的發光元件，而不使用具有稀有金屬的供給問題的材料。另外，可以提供具有這種特徵且使用壽命長的發光元件。
在本實施方式中，參照圖1A和圖1B對實施方式1所示的發光元件的詳細結構例子進行說明。
圖1A所示的發光元件由第一電極101、第二電極102、設置在第一電極101與第二電極102之間的包含有機化合物的層103構成。注意，在本實施方式中，以
下假設第一電極101用作陽極且第二電極102用作陰極而進行說明。就是說，當以使第一電極101的電位高於第二電極102的電位的方式對第一電極101和第二電極102之間施加電壓時，得到發光。包含有機化合物的層103至少具有發光層113即可。圖1A所示的電洞注入層111、電洞傳輸層112、電子傳輸層114以及電子注入層115只是例子而已，可以不設置這些層。另外，也可以設置具有其他的功能的層。
第一電極101用作陽極，較佳為使用功函數大(具體為4.0eV以上)的金屬、合金、導電化合物、這些的混合物等形成。具體地，例如可以舉出氧化銦-氧化錫(ITO：銦錫氧化物)、包含矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫、氧化銦-氧化鋅、包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦(IWZO)等。雖然一般藉由濺射法形成這些導電金屬氧化物膜，但是也可以應用溶膠-凝膠法等形成。作為製造方法的例子，可以舉出如下方法：使用對氧化銦添加有1wt%至20wt%的氧化鋅的靶材藉由濺射法形成氧化銦-氧化鋅膜的方法。另外，可以使用對氧化銦添加有0.5wt%至5wt%的氧化鎢和0.1wt%至1wt%的氧化鋅的靶材藉由濺射法形成包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦(IWZO)膜。另外，可以舉出金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)或金屬材料的氮化物(例如，氮化鈦)等。也可以使用石墨烯。另外，藉由將後述的複合材
料用於包含有機化合物的層103中的接觸於第一電極101的層，可以與功函數無關地選擇電極材料。
包含有機化合物的層103的疊層結構只要是具有實施方式1所示的發光層113的結構就沒有特別的限制。在圖1A中，例如，可以適當地組合電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層、載子阻擋層、電荷產生層等來構成包含有機化合物的層103。在本實施方式中，說明如下結構：包含有機化合物的層103包括在第一電極101上依次層疊的電洞注入層111、電洞傳輸層112、發光層113、電子傳輸層114、電子注入層115的結構。以下，示出構成各層的具體材料。
電洞注入層111是包含電洞注入性高的物質的層，可以使用鉬氧化物、釩氧化物、釕氧化物、鎢氧化物、錳氧化物等。另外，也可以使用酞青類化合物如酞青(簡稱：H2Pc)、銅酞青(簡稱：CuPc)等；芳香胺化合物如4,4'-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：DPAB)、N,N'-雙{4-[雙(3-甲基苯基)胺基]苯基}-N,N'-二苯基-(1,1'-聯苯)-4,4'-二胺(簡稱：DNTPD)等；或者高分子如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(簡稱：PEDOT/PSS)等來形成電洞注入層111。
另外，作為電洞注入層111，可以使用使具有電洞傳輸性的材料含有受體物質的複合材料。注意，藉由使用使具有電洞傳輸性的材料含有受體物質的複合材料，
可以與功函數無關地選擇電極材料。就是說，作為第一電極101，除了功函數大的材料以外，還可以使用功函數小的材料。作為受體物質，可以舉出7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(簡稱：F4-TCNQ)、氯醌等。另外，可以舉出過渡金屬氧化物、以及屬於元素週期表中的第4族至第8族的金屬的氧化物。具體地，較佳為使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳、氧化錸，因為其電子接受性高。特別較佳為使用氧化鉬，因為其在大氣中也穩定，吸濕性低，並且容易處理。
作為用於複合材料的具有電洞傳輸性的材
料，可以使用各種有機化合物如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳烴、高分子化合物(低聚物、樹枝狀聚合物、聚合物等)等。作為用於複合材料的有機化合物，較佳為使用電洞傳輸性高的有機化合物。具體地，較佳為使用電洞移動率為10-6cm2/Vs以上的物質。以下，具體地列舉可以用作複合材料中的具有電洞傳輸性的材料的有機化合物。
例如，作為芳香胺化合物，可以舉出N,N'-二(對甲苯基)-N,N'-二苯基-對伸苯基二胺(簡稱：DTDPPA)、4,4'-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：DPAB)、N,N'-雙{4-[雙(3-甲基苯基)胺基]苯基}-N,N'-二苯基-(1,1'-聯苯)-4,4'-二胺(簡稱：DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯(簡稱：DPA3B)等。
作為可以用於複合材料的咔唑衍生物，可以
具體地舉出3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCA1)、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCN1)等。
另外，作為可以用於複合材料的咔唑衍生物，還可以舉出4,4'-二(N-咔唑基)聯苯(簡稱：CBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(簡稱：TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CzPA)、1,4-雙[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯等。
作為可以用於複合材料的芳烴，例如可以舉出2-三級丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱：t-BuDNA)、2-三級丁基-9,10-二(1-萘基)蒽、9,10-雙(3,5-二苯基苯基)蒽(簡稱：DPPA)、2-三級丁基-9,10-雙(4-苯基苯基)蒽(簡稱：t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱：DNA)、9,10-二苯基蒽(簡稱：DPAnth)、2-三級丁基蒽(簡稱：t-BuAnth)、9,10-雙(4-甲基-1-萘基)蒽(簡稱：DMNA)、2-三級丁基-9,10-雙[2-(1-萘基)苯基]蒽、9,10-雙[2-(1-萘基)苯基]蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(1-萘基)蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(2-萘基)蒽、9,9'-聯蒽、10,10'-二苯基-9,9'-聯蒽、10,10'-雙(2-苯基苯基)-9,9'-聯蒽、10,10'-雙[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9'-聯蒽、蒽、稠四苯、紅螢
烯、苝、2,5,8,11-四(三級丁基)苝等。除此之外，還可以使用稠五苯、蔻等。像這樣，更佳為使用具有1×10-6cm2/Vs以上的電洞移動率且其碳原子數為14至42的芳烴。
注意，可以用於複合材料的芳烴也可以具有乙烯基骨架。作為具有乙烯基的芳烴，例如可以舉出4,4'-雙(2,2-二苯基乙烯基)聯苯(簡稱：DPVBi)、9,10-雙[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(簡稱：DPVPA)等。
另外，還可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(簡稱：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(簡稱：PVTPA)、聚[N-(4-{N'-[4-(4-二苯基胺基)苯基]苯基-N'-苯基胺基}苯基)甲基丙烯醯胺](簡稱：PTPDMA)、聚[N,N'-雙(4-丁基苯基)-N,N'-雙(苯基)聯苯胺](簡稱：Poly-TPD)等高分子化合物。
藉由形成電洞注入層，電洞注入性得到提高，從而可以獲得驅動電壓小的發光元件。
電洞傳輸層是包含具有電洞傳輸性的材料的層。作為具有電洞傳輸性的材料，例如可以使用芳香胺化合物等，諸如4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：NPB)、N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺(簡稱：TPD)、4,4',4"-三(N,N-二苯基胺基)三苯胺(簡稱：TDATA)、4,4',4"-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯胺(簡稱：MTDATA)、4,4'-雙[N-(螺-9,9'-聯茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯(簡
稱：BSPB)、4-苯基-4'-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱：BPAFLP)等。在此所示的物質具有高電洞傳輸性，主要是電洞移動率為10-6cm2/Vs以上的物質。另外，也可以將作為上述複合材料中的具有電洞傳輸性的材料舉出的有機化合物用於電洞傳輸層。另外，還可以使用諸如聚(N-乙烯基咔唑)(簡稱：PVK)或聚(4-乙烯基三苯胺)(簡稱：PVTPA)等的高分子化合物。另外，包含具有電洞傳輸性的材料的層不限於單層，也可以為兩層以上的由上述物質構成的層的疊層。
發光層113是包括具有電子傳輸性的第一有機化合物、具有電洞傳輸性的第二有機化合物及螢光物質的層。各物質的材料或結構等可以參照實施方式1的記載。藉由採用這種結構，本實施方式的發光元件可以既是不使用稀有金屬等的螢光發光元件又具有非常良好的外部量子效率。此外，還可以是具有較長的使用壽命的發光元件。
電子傳輸層114是包含具有電子傳輸性的材料的層。例如，電子傳輸層114是由如下具有喹啉骨架或苯並喹啉骨架的金屬錯合物等構成的層：三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱：Alq)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(簡稱：Almq3)、雙(10-羥基苯並[h]喹啉)鈹(簡稱：BeBq2)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁(簡稱：BAlq)等。除此之外，還可以使用雙[2-(2-羥基苯基)苯並噁唑]鋅(簡稱：Zn(BOX)2)、雙[2-(2-
羥基苯基)苯並噻唑]鋅(簡稱：Zn(BTZ)2)等具有噁唑類、噻唑類配體的金屬錯合物等。再者，除了金屬錯合物之外，還可以使用2-(4-聯苯基)-5-(4-三級丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(簡稱：PBD)、1,3-雙[5-(對三級丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(簡稱：OXD-7)、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-三級丁基苯基)-1,2,4-三唑(簡稱：TAZ)、紅啡啉(簡稱：BPhen)、浴銅靈(簡稱：BCP)等。在此所述的物質具有高電子傳輸性，主要是電子移動率為10-6cm2/Vs以上的物質。另外，也可以將上述具有電子傳輸性的第一有機化合物用於電子傳輸層114。
另外，電子傳輸層114也可以是兩層以上的由上述物質構成的層的疊層，而不侷限於單層。例如，圖1A示出第一電子傳輸層114m與第二電子傳輸層114n層疊的結構。
另外，也可以在電子傳輸層與發光層之間設置控制電子載子的移動的層。這是對如上所述的電子傳輸性高的材料添加少量的電子捕獲性高的物質而成的層，藉由抑制電子載子的移動，可以調節載子平衡。這種結構對由於電子穿過發光層而發生的問題(例如，元件使用壽命的降低)的抑制發揮很大的效果。
另外，還可以在電子傳輸層114與第二電極102之間以接觸於第二電極102的方式設置電子注入層115。作為電子注入層115，可以使用氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF2)等鹼金屬、鹼土金屬或者
這些的化合物。例如，可以使用將鹼金屬、鹼土金屬或這些的化合物包含在由具有電子傳輸性的物質構成的層中的層。另外，藉由作為電子注入層115使用其中包含有鹼金屬或鹼土金屬的由具有電子傳輸性的物質構成的層，可以從第二電極102高效地注入電子，因此是更佳的。
作為形成第二電極102的電極的物質，可以使用功函數小(具體為3.8eV以下)的金屬、合金、導電化合物以及這些的混合物等。作為這種陰極材料的具體例子，可以舉出屬於元素週期表中的第1族或第2族的元素，即鹼金屬(鋰(Li)或銫(Cs)等)、鎂(Mg)、鈣(Ca)或鍶(Sr)等、包含這些的合金(MgAg、AlLi)、銪(Eu)或鐿(Yb)等以及包含這些稀土金屬的合金等。然而，藉由在第二電極102與電子傳輸層之間設置電子注入層，可以不顧及功函數的大小而將各種導電材料諸如Al、Ag、ITO、包含矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫等用作第二電極102。這些導電材料可以藉由濺射法、噴墨法、旋塗法等來形成。
另外，作為包含有機化合物的層103的形成方法，不論乾處理或濕處理，可以使用各種方法。例如，也可以使用真空蒸鍍法、噴墨法或旋塗法等。另外，各電極或各層使用不同的成膜方法來形成。
電極既可以藉由利用溶膠-凝膠法的濕處理形成，又可以藉由利用金屬材料的膏劑的濕處理形成。另外，也可以藉由濺射法或真空蒸鍍法等乾處理形成。
在上述結構的發光元件中，電流因在第一電極101與第二電極102之間產生的電位差而流動，並且電洞和電子在為包含發光性高的物質的層的發光層113中再結合，以進行發光。即，在發光層113中形成發光區域。
光經過第一電極101和第二電極102中的任一個或兩個被提取到外面。因此，第一電極101和第二電極102中的任一個或兩個由具有透光性的電極構成。當只有第一電極101具有透光性時，光經過第一電極101被提取。另外，當只有第二電極102具有透光性時，光經過第二電極102被提取。當第一電極101和第二電極102都具有透光性時，光經過第一電極101及第二電極102被提取。
注意，設置在第一電極101與第二電極102之間的層的結構不侷限於上述結構。但是，較佳為採用在離第一電極101及第二電極102遠的位置設置電洞與電子再結合的發光區域的結構，以便抑制由於發光區域與用於電極或載子注入層的金屬接近而發生的淬滅。
另外，為了抑制由在發光層中產生的激子的能量轉移，接觸於發光層113的電洞傳輸層或電子傳輸層，尤其是接觸於發光層113中的離發光區域近的一側的載子傳輸層較佳為使用其能帶間隙比發光層所包含的激態錯合物的能帶間隙大的物質構成。
圖1B示出具有與圖1A不同結構的發光元件。參照圖1B說明具有層疊有多個發光單元的結構的發
光元件(以下也稱為疊層型元件)的方式。該發光元件是在第一電極與第二電極之間具有多個發光單元的發光元件。一個發光單元具有與圖1A所示的包含有機化合物的層103同樣的結構。即，可以說圖1A所示的發光元件是具有一個發光單元的發光元件，而圖1B所示的發光元件是具有多個發光單元的發光元件。
在圖1B中，在第一電極501與第二電極502之間層疊有第一發光單元511和第二發光單元512，並且在第一發光單元511與第二發光單元512之間設置有電荷產生層513。第一電極501和第二電極502分別相當於圖1A中的第一電極101和第二電極102，並且可以應用與在圖1A的說明中記載的材料同樣的材料。另外，第一發光單元511和第二發光單元512的結構既可以相同也可以不同。
電荷產生層513包含由有機化合物和金屬氧化物構成的複合材料。作為該由有機化合物和金屬氧化物構成的複合材料，可以使用圖1A所示的可用於電洞注入層的複合材料。作為有機化合物，可以使用芳香胺化合物、咔唑化合物、芳烴、高分子化合物(低聚物、樹枝狀聚合物、聚合物等)等各種化合物。另外，作為有機化合物，較佳為使用其電洞移動率為1×10-6cm2/Vs以上的有機化合物。但是，只要是其電洞傳輸性高於電子傳輸性的物質，就可以使用這些以外的物質。因為由有機化合物和金屬氧化物構成的複合材料具有良好的載子注入性以及載子
傳輸性，所以可以實現低電壓驅動以及低電流驅動。注意，當發光單元的陽極一側的介面接觸於電荷發生層時，該電荷發生層還可以用作電洞傳輸層，所以也可以不設置電洞傳輸層。
注意，電荷產生層513也可以具有包含由有機化合物和金屬氧化物構成的複合材料的層與由其他材料構成的層的疊層結構。例如，也可以具有包含由有機化合物和金屬氧化物構成的複合材料的層與包含選自電子給予性物質中的一個化合物和具有高電子傳輸性的化合物的層的層疊結構。另外，也可以具有包含由有機化合物和金屬氧化物構成的複合材料的層與透明導電膜的層疊結構。
總之，夾在第一發光單元511與第二發光單元512之間的電荷產生層513只要具有在將電壓施加到第一電極501和第二電極502時，將電子注入到一個發光單元且將電洞注入到另一個發光單元的結構即可。例如，在圖1B中，電荷產生層513具有在以使第一電極的電位高於第二電極的電位的方式施加電壓時，將電子注入到第一發光單元511且將電洞注入到第二發光單元512的結構即可。
雖然在圖1B中示出具有兩個發光單元的發光元件，但是可以同樣地應用層疊有三個以上的發光單元的發光元件。如圖1B所示的發光元件那樣，藉由在一對電極之間將多個發光單元隔著電荷產生層配置，該發光元件在保持低電流密度的同時還可以進行高亮度發光，並且可
以實現使用壽命更長的發光元件。另外，還可以實現能夠進行低電壓驅動且功耗低的發光裝置。
此外，藉由使各發光單元的發光顏色不同，可以在發光元件整體中得到所希望的顏色的發光。例如，藉由在具有兩個發光單元的發光元件中，由第一發光單元獲得紅色和綠色的發光，並由第二發光單元獲得藍色的發光，可以實現在發光元件整體中獲得白色光的發光元件。
另外，上述結構可以與其他實施方式或本實施方式中的其他結構適當地組合。
在本實施方式中，說明使用實施方式1所示的發光元件的發光裝置。
在本實施方式中，參照圖2A和圖2B說明使用實施方式1所示的發光元件的發光裝置。圖2A是發光裝置的俯視圖，圖2B是沿圖2A中的A-B以及C-D切割的剖面圖。該發光裝置包括以虛線表示的用來控制發光元件的發光的驅動電路部(源極線驅動電路)601、像素部602以及驅動電路部(閘極線驅動電路)603。另外，元件符號604是密封基板，元件符號605是密封材料，由密封材料605圍繞的內側是空間607。
另外，引導佈線608是用來傳送輸入到源極線驅動電路601及閘極線驅動電路603的信號的佈線，從用作外部輸入端子的FPC(撓性印刷電路)609接收視訊
信號、時脈信號、啟動信號、重設信號等。另外，雖然在此只圖示FPC，但是該FPC也可以安裝有印刷線路板(PWB)。本說明書中的發光裝置不僅包括發光裝置主體，並且還包括安裝有FPC或PWB的發光裝置。
接下來，參照圖2B說明剖面結構。在元件基板610上形成有驅動電路部及像素部，在此示出作為驅動電路部的源極線驅動電路601及像素部602中的一個像素。
另外，作為源極線驅動電路601，形成有組合n通道TFT623和p通道TFT624的CMOS電路。此外，驅動電路也可以使用各種CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路形成。另外，在本實施方式中，雖然示出將驅動電路形成於基板上的驅動器一體型，但不需要必須採用該結構，也可以將驅動電路形成於外部而不形成於基板上。
此外，像素部602由包括開關TFT611、電流控制TFT612、電連接於該電流控制TFT612的汲極電極的第一電極613的多個像素形成。另外，以覆蓋第一電極613的端部的方式形成有絕緣物614。在此，可以使用正型光敏丙烯酸樹脂膜來形成絕緣物614。
另外，為了提高覆蓋性，將絕緣物614的上端部或下端部形成為具有曲率的曲面。例如，在作為絕緣物614的材料使用正型光敏丙烯酸樹脂的情況下，較佳為僅將絕緣物614的上端部形成為具有曲率半徑(0.2μm至
3μm)的曲面。此外，絕緣物614都可以使用負型感光性樹脂或正型感光性樹脂。
在第一電極613上形成有包含有機化合物的層616及第二電極617。在此，作為用作陽極的第一電極613的材料較佳為使用功函數大的材料。例如，除了ITO膜、包含矽的銦錫氧化物膜、包含2wt%至20wt%的氧化鋅的氧化銦膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt膜等的單層膜以外，還可以使用氮化鈦膜與以鋁為主要成分的膜的疊層、氮化鈦膜與以鋁為主要成分的膜與氮化鈦膜的三層疊層等。注意，當採用疊層結構時，佈線電阻也低，可以得到良好的歐姆接觸，並且可以將其用作陽極。
另外，包含有機化合物的層616藉由使用蒸鍍遮罩的蒸鍍法、噴墨法、旋塗法等各種方法形成。包含有機化合物的層616具有實施方式1所示的結構。此外，包含有機化合物的層616也可以使用低分子化合物或者高分子化合物(包含低聚物、樹枝狀聚合物)等其他材料形成。
另外，作為形成在包含有機化合物的層616上並用作陰極的第二電極617的材料，較佳為使用功函數小的材料(Al、Mg、Li、Ca或這些的合金及化合物、MgAg、MgIn、AlLi等)。注意，當使產生在包含有機化合物的層616中的光透過第二電極617時，作為第二電極617較佳為使用厚度薄的金屬薄膜與透明導電膜(ITO、包含2wt%至20wt%的氧化鋅的氧化銦、包含矽的銦錫氧
化物、氧化鋅(ZnO)等)的疊層。
此外，發光元件由第一電極613、包含有機化合物的層616、第二電極617形成。該發光元件具有實施方式1所示的結構。另外，像素部由多個發光元件構成，本實施方式的發光裝置也可以包括具有實施方式1所記載的結構的發光元件和具有其他結構的發光元件的兩者。
再者，藉由利用密封材料605將密封基板604與元件基板610貼合在一起，在由元件基板610、密封基板604及密封材料605圍繞的空間607中設置有發光元件618。另外，在空間607中填充有填充劑，除了填充有惰性氣體(氮、氬等)的情況以外，還有填充有密封材料605的情況。藉由在密封基板中形成凹部且在其中設置乾燥劑，可以抑制水分所導致的劣化，所以是較佳的。
作為密封材料605，較佳為使用環氧類樹脂或低熔點的玻璃。另外，這些材料較佳為儘量不使水分、氧透過的材料。此外，作為用於密封基板604的材料，除了玻璃基板、石英基板之外，還可以使用由FRP(Fiber Reinforced Plastics：纖維增強塑膠)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸樹脂等構成的塑膠基板。
如上所述，可以得到使用實施方式1所記載的發光元件製造的發光裝置。
因為本實施方式的發光裝置使用實施方式1所示的發光元件，所以可以具有良好的特性。明確而言，實施方式1所示的發光元件具有高發光效率，因此可以提
供功耗低的發光裝置。
圖3A和圖3B示出藉由形成呈現白色發光的發光元件且設置著色層(濾色片)等來實現全彩色化的發光裝置的例子。圖3A示出基板1001、基底絕緣膜1002、閘極絕緣膜1003、閘極電極1006、1007、1008、第一層間絕緣膜1020、第二層間絕緣膜1021、周邊部1042、像素部1040、驅動電路部1041、發光元件的第一電極1024W、1024R、1024G、1024B、隔壁1025、包含有機化合物的層1028、發光元件的第二電極1029、密封基板1031及密封材料1032等。
在圖3A中，將著色層(紅色著色層1034R、綠色著色層1034G、藍色著色層1034B)設置於透明基材1033上。另外，還可以設置黑色層(黑矩陣)1035。對準位置而將設置有著色層及黑色層的透明基材1033固定到基板1001。此外，著色層及黑色層由外套層1036覆蓋。另外，圖3A示出光不透過著色層而透射到外部的發光層及光透過各顏色的著色層而透射到外部的發光層，不透過著色層的光成為白色光且透過著色層的光成為紅色光、藍色光、綠色光，因此能夠以四個顏色的像素顯示影像。
圖3B示出將著色層(紅色著色層1034R、綠色著色層1034G、藍色著色層1034B)形成在閘極絕緣膜1003與第一層間絕緣膜1020之間的例子。如上所述，也可以將著色層設置在基板1001與密封基板1031之間。
另外，雖然上面說明了具有在形成有TFT的基板1001一側提取光的結構(底部發射型)的發光裝置，但是也可以採用具有在密封基板1031一側提取光的結構(頂部發射型)的發光裝置。圖4示出頂部發射型發光裝置的剖面圖。在此情況下，基板1001可以使用不使光透過的基板。直到製造連接TFT與發光元件的陽極的連接電極為止的製程與底部發射型發光裝置同樣地進行。然後，以覆蓋電極1022的方式形成第三層間絕緣膜1037。該第三層間絕緣膜1037也可以具有平坦化的功能。第三層間絕緣膜1037可以使用與第二層間絕緣膜相同的材料或其他已知的材料形成。
雖然在此將發光元件的第一電極1024W、1024R、1024G、1024B都用作陽極，但也可以將其用作陰極。另外，在採用如圖4所示的頂部發射型發光裝置的情況下，第一電極較佳為反射電極。包含有機化合物的層1028採用如實施方式1所示的包含有機化合物的層103的結構，並且採用能夠得到白色發光的元件結構。
在採用如圖4所示的頂部發射結構的情況下，可以使用設置有著色層(紅色著色層1034R、綠色著色層1034G、藍色著色層1034B)的密封基板1031進行密封。也可以在密封基板1031上設置有位於像素與像素之間的黑色層(黑矩陣)1035。著色層(紅色著色層1034R、綠色著色層1034G、藍色著色層1034B)、黑色層(黑矩陣)1035也可以如圖3A那樣地由外套層覆蓋。
另外，作為密封基板1031使用具有透光性的基板。
另外，雖然在此示出了以紅色、綠色、藍色、白色的四個顏色進行全彩色顯示的例子，但並不侷限於此，也可以以紅色、綠色、藍色的三個顏色進行全彩色顯示。
因為本實施方式的發光裝置使用實施方式1所示的發光元件，所以可以具有良好的特性。明確而言，實施方式1所示的發光元件具有高發光效率，因此可以提供功耗低的發光裝置。另外，實施方式1所示的發光元件可以提供容易獲得所希望的波長帶的發光且多用途的發光裝置。
上面說明了主動矩陣型發光裝置，下面將說明被動矩陣型發光裝置。圖5A和圖5B示出藉由應用本發明製造的被動矩陣型發光裝置。另外，圖5A是發光裝置的透視圖，圖5B是沿圖5A中的X-Y切割的剖面圖。在圖5A和圖5B中，在基板951上的電極952與電極956之間設置有包含有機化合物的層955。電極952的端部由絕緣層953覆蓋。在絕緣層953上設置有隔離層954。隔離層954的側壁具有如下傾斜：越接近基板表面，兩個側壁之間的間隔越窄。即，隔離層954的短邊方向的剖面是梯形，底邊(朝向與絕緣層953的面方向相同的方向並與絕緣層953接觸的邊)短於上邊(朝向與絕緣層953的面方向相同的方向並不與絕緣層953接觸的邊)。如此，藉由設置隔離層954，可以防止起因於靜電等的發光元件的
不良。此外，在被動矩陣型發光裝置中，也可以採用實施方式1所示的發光效率高的發光元件，使其能夠成為低功耗的發光裝置。另外，實施方式1所示的發光元件能夠提供容易獲得所希望的波長帶的發光且多用途的發光裝置。
上述發光裝置能夠控制配置為矩陣狀的微小的多個發光元件中的每一個，所以該發光裝置適用於進行影像顯示的顯示裝置。
本實施方式可以與其他實施方式自由地組合。
在本實施方式中，參照圖6A和圖6B對將實施方式1所示的發光元件用於照明設備的例子進行說明。圖6B是照明設備的俯視圖，圖6A是沿圖6B中的e-f切割的剖面圖。
在本實施方式的照明設備中，在用作支撐體的具有透光性的基板400上形成有第一電極401。第一電極401相當於實施方式2中的第一電極101。當從第一電極401一側提取光時，第一電極401使用具有透光性的材料形成。
在基板400上形成用來對第二電極404供應電壓的焊盤412。
在第一電極401上形成有包含有機化合物的層403。包含有機化合物的層403的結構相當於實施方式
2中的包含有機化合物的層103的結構或組合發光單元511、512以及電荷產生層513的結構等。另外，關於各結構，參照實施方式2的記載。
以覆蓋包含有機化合物的層403的方式形成第二電極404。第二電極404相當於實施方式2中的第二電極102。當從第一電極401一側提取光時，第二電極404使用反射率高的材料形成。藉由使第二電極404與焊盤412連接，對第二電極404供應電壓。
如上所述，本實施方式所示的照明設備包括具有第一電極401、包含有機化合物的層403以及第二電極404的發光元件。由於該發光元件為發光效率高的元件，所以本實施方式的照明設備可以具有高發光效率。
藉由使用密封材料405、406將具有上述結構的發光元件固定在密封基板407，並進行密封來製造照明設備。也可以只使用密封材料405、406中的一個。另外，也可以在內側的密封材料406(在圖6B中未圖示)中混合乾燥劑，由此能夠吸收水分而提高可靠性。此外，藉由將樹脂或液晶材料等高折射率材料密封於夾在密封材料與基板之間的空間408，也可以改善發光的提取效率。
另外，藉由以延伸到密封材料405、406的外部的方式設置焊盤412以及第一電極401的一部分，可以將其用作外部輸入端子。另外，也可以在其上設置安裝有轉換器等的IC晶片420等。
由於本實施方式所示的照明設備在EL元件中
包含實施方式1所示的發光元件，所以可以具有高發光效率。
在本實施方式中，說明在其一部分包括實施方式1所記載的發光元件的電子裝置的例子。實施方式1所示的發光元件具有高發光效率，所以包括該發光元件的本實施方式的電子裝置可以具有低功耗。
作為應用上述發光元件的電子裝置，例如可以舉出電視機(也稱為電視或電視接收機)、用於電腦等的顯示器、數位相機、數位攝影機、數位相框、行動電話機(也稱為行動電話、行動電話裝置)、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、音頻再生裝置、大型遊戲機如彈珠機等。下面示出這些電子裝置的具體例子。
圖7A示出電視機的一個例子。在電視機中，外殼7101組裝有顯示部7103。此外，在此示出利用支架7105支撐外殼7101的結構。可以利用顯示部7103顯示影像，將實施方式1所記載的發光元件排列為矩陣狀而構成顯示部7103。上述發光元件可以具有高發光效率。因此，包括由該發光元件構成的顯示部7103的電視機可以具有低功耗。
可以藉由利用外殼7101所具備的操作開關或另外提供的遙控器7110進行電視機的操作。藉由利用遙控器7110所具備的操作鍵7109，可以控制頻道及音量，
並可以控制在顯示部7103上顯示的影像。此外，也可以在遙控器7110中設置顯示從該遙控器7110輸出的資訊的顯示部7107。
另外，電視機具備接收機及數據機等。可以藉由利用接收機接收一般的電視廣播。再者，藉由數據機將電視機連接到有線或無線方式的通信網路，從而可以進行單向(從發送者到接收者)或雙向(發送者和接收者之間或接收者之間等)的資訊通信。
圖7B1示出電腦，包括主體7201、外殼7202、顯示部7203、鍵盤7204、外部連接埠7205、指向裝置7206等。該電腦藉由在顯示部7203中將與實施方式1所說明的發光元件同樣的發光元件排列為矩陣狀而製造。圖7B1所示的電腦也可以採用圖7B2所示的方式。圖7B2所示的電腦設置有第二顯示部7210代替鍵盤7204及指向裝置7206。第二顯示部7210是觸控面板，藉由利用手指或專用筆操作顯示在第二顯示部7210上的輸入用顯示，能夠進行輸入。另外，第二顯示部7210不僅可以顯示輸入用顯示，而且可以顯示其他影像。另外，顯示部7203也可以是觸控面板。因為兩個屏面藉由鉸鏈部連接，所以可以防止當收納或搬運時發生的問題如屏面受傷、破壞等。此外，該電腦藉由在顯示部7203中將實施方式1所示的發光元件排列為矩陣狀而製造。因此，包括由該發光元件構成的顯示部7203的電腦可以具有低功耗。
圖7C示出可攜式遊戲機，包括外殼7301和外殼7302的兩個外殼，並且藉由連接部7303可以開閉地連接。外殼7301組裝有將實施方式1所說明的發光元件排列為矩陣狀來製造的顯示部7304，而外殼7302組裝有顯示部7305。此外，圖7C所示的可攜式遊戲機還具備揚聲器部7306、儲存介質插入部7307、LED燈7308、輸入單元(操作鍵7309、連接端子7310、感測器7311(包括測定如下因素的功能：力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉動數、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、斜率、振動、氣味或紅外線)、麥克風7312)等。當然，可攜式遊戲機的結構不侷限於上述結構，只要在顯示部7304及顯示部7305的兩者或一者中使用將實施方式1所說明的發光元件排列為矩陣狀來製造的顯示部即可，還可以採用適當地設置其他輔助設備的結構。圖7C所示的可攜式遊戲機具有讀出儲存在儲存介質中的程式或資料並將其顯示在顯示部上的功能、以及藉由與其他可攜式遊戲機進行無線通訊而實現資訊共用的功能。另外，圖7C所示的可攜式遊戲機的功能不侷限於此，而可以具有各種各樣的功能。由於具有上述顯示部7304的可攜式遊戲機在該顯示部7304中使用實施方式1所說明的發光元件，因此可以具有低功耗。
圖7D示出行動電話機的一個例子。行動電話機除了組裝在外殼7401中的顯示部7402之外還具備操作
按鈕7403、外部連接埠7404、揚聲器7405以及麥克風7406等。另外，行動電話機包括將實施方式1所說明的發光元件排列為矩陣狀來製造的顯示部7402。因此，可以提供低功耗的行動電話機。
圖7D所示的行動電話機也可以採用用手指等觸摸顯示部7402來輸入資訊的結構。此時，可以用手指等觸摸顯示部7402來進行打電話或編寫電子郵件的操作。
顯示部7402的螢幕主要有如下三個模式：第一是以影像顯示為主的顯示模式；第二是以文字等資訊輸入為主的輸入模式；第三是混合顯示模式與輸入模式的兩個模式的顯示及輸入模式。
例如，在打電話或編寫電子郵件時，將顯示部7402設定為以文字輸入為主的文字輸入模式，並進行顯示在螢幕的文字的輸入操作，即可。在此情況下，較佳的是，在顯示部7402的螢幕上顯示鍵盤或號碼按鈕。
另外，藉由在行動電話機內部設置具有陀螺儀和加速度感測器等檢測傾斜度的感測器的檢測裝置，判斷行動電話機的方向(縱向或橫向)，而可以自動地切換顯示部7402的螢幕顯示。
此外，藉由觸摸顯示部7402或操作外殼7401的操作按鈕7403來切換螢幕模式。也可以根據顯示在顯示部7402上的影像種類切換螢幕模式。例如，當顯示在顯示部上的影像信號為動態影像的資料時，將螢幕模式切
換成顯示模式，而當顯示在顯示部上的影像信號為文字資料時，將螢幕模式切換成輸入模式。
另外，當在輸入模式下藉由檢測出顯示部7402的光感測器所檢測的信號得知在一定期間內沒有顯示部7402的觸摸操作輸入時，也可以控制為將螢幕模式從輸入模式切換成顯示模式。
還可以將顯示部7402用作影像感測器。例如，藉由用手掌或手指觸摸顯示部7402，來拍攝掌紋、指紋等，而可以進行身份識別。此外，藉由在顯示部中設置發射近紅外光的背光或發射近紅外光的感測光源，也可以拍攝手指靜脈、手掌靜脈等。
另外，本實施方式所示的結構可以適當地與實施方式1至4所示的結構組合而使用。
如上所述，具備實施方式1所記載的發光元件的發光裝置的應用範圍極為廣泛，而能夠將該發光裝置用於各種領域的電子裝置。藉由使用實施方式1所記載的發光元件，可以得到功耗低的電子裝置。
圖8示出將實施方式1所說明的發光元件用於背光的液晶顯示裝置的一個例子。圖8所示的液晶顯示裝置包括外殼901、液晶層902、背光單元903以及外殼904，液晶層902與驅動器IC905連接。另外，在背光單元903中使用實施方式1所說明的發光元件，並且藉由端子906將電流供應到背光單元903。
藉由將實施方式1所記載的發光元件用於液
晶顯示裝置的背光，能夠得到低功耗的背光。另外，藉由使用實施方式1所記載的發光元件，能夠製造面發光的照明設備，還能夠實現大面積化。由此可以實現背光的大面積化及液晶顯示裝置的大面積化。再者，由於可以使使用實施方式1所記載的發光元件的發光裝置的厚度變得比習知的發光裝置更薄，所以還可以實現顯示裝置的薄型化。
圖9示出將實施方式1所記載的發光元件用於作為照明設備的檯燈的例子。圖9所示的檯燈包括外殼2001和光源2002，並且作為光源2002使用實施方式4所示的照明設備。
圖10示出將實施方式1所記載的發光元件用於室內的照明設備3001的例子。因為實施方式1所記載的發光元件是低功耗的發光元件，所以能夠實現低功耗的照明設備。另外，由於實施方式1所記載的發光元件可以實現大面積化，因此能夠用於大面積的照明設備。另外，因為實施方式1所記載的發光元件的厚度薄，所以能夠製造薄型照明設備。
還可以將實施方式1所記載的發光元件安裝於汽車的擋風玻璃或儀表板上。圖11示出將實施方式1所記載的發光元件用於汽車的擋風玻璃或儀表板的一個方式。顯示區域5000至顯示區域5005包括實施方式1所記載的發光元件。
顯示區域5000和顯示區域5001是設置在汽車的擋風玻璃上的安裝有實施方式1所記載的發光元件的
顯示裝置。藉由使用具有透光性的電極形成第一電極和第二電極，可以將實施方式1所記載的發光元件形成為能看到對面的景色的所謂的透視式顯示裝置。如果採用透視式顯示，即使設置在汽車的擋風玻璃上，也不妨礙視界。另外，在設置用來驅動的電晶體等的情況下，較佳為使用具有透光性的電晶體，諸如使用有機半導體材料的有機電晶體或使用氧化物半導體的電晶體等。
顯示區域5002是設置在立柱部分的安裝有實施方式1所記載的發光元件的顯示裝置。藉由在顯示區域5002上顯示來自設置在車廂上的成像單元的影像，可以補充被立柱遮擋的視界。另外，同樣地，設置在儀表板部分上的顯示區域5003藉由顯示來自設置在汽車外側的成像單元的影像，可以補充被車廂遮擋的視界的死角，而提高安全性。藉由顯示影像以補充看不到的部分，更自然且簡單地確認安全。
顯示區域5004和顯示區域5005可以提供導航資訊、速度表、轉速計、行車距離、加油量、排檔狀態、空調的設定等各種資訊。使用者可以適當地改變顯示內容及佈置。另外，這些資訊也可以顯示在顯示區域5000至顯示區域5003上。另外，也可以將顯示區域5000至顯示區域5005用作照明設備。
藉由實施方式1所記載的發光元件可以具有低功耗。
因此，即便設置多個顯示區域5000至顯示區
域5005那樣的大面積屏面，也可以減少電池的負載而舒適地使用，從而使用實施方式1所記載的發光元件的發光裝置或照明設備可以適用於車載用發光裝置或照明設備。
圖12A和圖12B是能夠進行折疊的平板終端的一個例子。圖12A是打開狀態的平板終端，並且包括外殼9630、顯示部9631a、顯示部9631b、顯示模式切換開關9034、電源開關9035、省電模式切換開關9036及夾子9033。此外，藉由將包括實施方式1所示的發光元件的發光裝置用於顯示部9631a和顯示部9631b中的一個或兩個來製造該平板終端。
在顯示部9631a中，可以將其一部分用作觸控面板區域9632a，並且可以藉由觸摸所顯示的操作鍵9637來輸入資料。此外，例示出顯示部9631a的一半只具有顯示的功能，並且另一半具有觸控面板的功能的結構，但是不侷限於該結構。也可以採用使顯示部9631a的所有的區域具有觸控面板的功能的結構。例如，可以使顯示部9631a的整個面顯示鍵盤按鈕來將其用作觸控面板，並且將顯示部9631b用作顯示螢幕。
此外，顯示部9631b與顯示部9631a同樣，也可以將其一部分用作觸控面板區域9632b。此外，藉由使用手指或觸控筆等觸摸觸控面板上的鍵盤顯示切換按鈕9639，可以在顯示部9631b上顯示鍵盤按鈕。
此外，也可以對觸控面板區域9632a和觸控面板區域9632b同時進行觸摸輸入。
另外，顯示模式切換開關9034能夠切換豎屏顯示和橫屏顯示等顯示的方向以及黑白顯示和彩色顯示等。省電模式切換開關9036可以根據平板終端所內置的光感測器所檢測的使用時的外光的光量，將顯示的亮度設定為最合適的亮度。平板終端除了光感測器以外還可以內置陀螺儀和加速度感測器等檢測傾斜度的感測器等的其他檢測裝置。
此外，圖12A示出顯示部9631b的顯示面積與顯示部9631a的顯示面積相同的例子，但是不侷限於此，可以使其中一個的尺寸和另一個的尺寸不同，也可以使它們的顯示品質有差異。例如可以採用顯示部9631a和9631b中的一個與另一個相比可以進行高精細的顯示的結構。
圖12B是合上狀態的平板終端，圖12B示出本實施方式的平板終端具備外殼9630、太陽能電池9633、充放電控制電路9634、電池9635以及DCDC轉換器9636的例子。此外，在圖12B中，作為充放電控制電路9634的一個例子示出具有電池9635和DCDC轉換器9636的結構。
此外，平板終端能夠進行折疊，因此不使用時可以合上外殼9630。因此，可以保護顯示部9631a和顯示部9631b，而可以提供一種耐久性高且從長期使用的觀點來看可靠性高的平板終端。
此外，圖12A和圖12B所示的平板終端還可
以具有如下功能：顯示各種各樣的資訊(靜態影像、動態影像、文字影像等)的功能；將日曆、日期或時刻等顯示在顯示部上的功能；對顯示在顯示部上的資訊進行操作或編輯的觸摸輸入的功能；藉由各種各樣的軟體(程式)控制處理的功能等。
藉由利用安裝在平板終端的表面上的太陽能電池9633，可以將電力供應到觸控面板、顯示部或影像信號處理部等。另外，藉由將太陽能電池9633設置在外殼9630的一個面或兩個面，可以高效地對電池9635進行充電，所以是較佳的。
另外，參照圖12C所示的方塊圖對圖12B所示的充放電控制電路9634的結構和工作進行說明。圖12C示出太陽能電池9633、電池9635、DCDC轉換器9636、轉換器9638、開關SW1至SW3以及顯示部9631，電池9635、DCDC轉換器9636、轉換器9638、開關SW1至SW3對應於圖12B所示的充放電控制電路9634。
首先，說明在利用外光使太陽能電池9633發電時的工作的例子。使用DCDC轉換器9636將太陽能電池9633所產生的電力的電壓升壓或降壓到用來對電池9635進行充電的電壓。並且，當利用來自太陽能電池9633的電力使顯示部9631工作時使開關SW1導通，並且，利用轉換器9638將該電力的電壓升壓或降壓到顯示部9631所需要的電壓。另外，當不進行顯示部9631中的
顯示時，使開關SW1關閉且使開關SW2導通來對電池9635進行充電。
注意，作為發電單元的一個例子示出太陽能電池9633，但發電單元不侷限於此，也可以使用壓電元件(piezoelectric element)或熱電轉換元件(珀耳帖元件(Peltier element))等其他發電單元進行電池9635的充電。也可以使用以無線(不接觸)的方式能夠收發電力來進行充電的無線電力傳輸模組或組合其他充電單元進行充電，並且也可以不包括發電單元。
另外，只要具備上述顯示部9631，就不侷限於圖12A至圖12C所示的平板終端。
在本實施例中，對本發明的一個方式的發光元件(發光元件1)及對比發光元件1進行說明。發光元件1的結構如下：作為發光層113中的第二有機化合物，使用具有包含對聯苯骨架的基及包含茀-2-基骨架的基的兩者的芳胺，即N-(1,1'-聯苯-4-基)-9,9-二甲基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9H-茀-2-胺(簡稱：PCBBiF)；並且作為發光物質使用5,6,11,12-四苯基稠四苯(俗名：紅螢烯)。此外，對比發光元件1不使用第二有機化合物，在其發光層113中只含有第一有機化合物及作為發光物質的紅螢烯。另外，作為第一有機化合物，發光元件1及對比發光元件1都使用4,6mCzP2Pm。以下示
出本實施例中所使用的材料的化學式。
以下示出發光元件1及對比發光元件1的製造方法。
首先，在玻璃基板上藉由濺射法形成包含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)，以形成第一電極101。第一電極101的厚度為110nm，電極面積為2mm×2mm。第一電極101用作發光元件的陽極。
接著，作為在基板上形成發光元件的預處理，在用水洗滌基板表面並以200℃焙燒1小時之後，進行UV臭氧處理370秒。
然後，將基板放入到其內部被減壓到10-4Pa左右的真空蒸鍍裝置中，在真空蒸鍍裝置內的加熱室中以170℃進行真空焙燒30分鐘，之後對基板進行冷卻30分鐘左右。
接著，以使形成有第一電極101的面朝下的方式將形成有第一電極101的基板固定在設置於真空蒸鍍裝置內的基板支架上，並將壓力降低到10-4Pa左右，然後在第一電極101上藉由利用電阻加熱的蒸鍍法將上述結構式(i)所示的4,4',4"-(苯-1,3,5-三基)三(二苯並噻吩)(簡稱：DBT3P-II)和氧化鉬(VI)共蒸鍍，由此形成電洞注入層111。電洞注入層的厚度為20nm，將DBT3P-II和氧化鉬的重量比調節為4：2(=DBT3P-II：氧化鉬)。另外，共蒸鍍法是指在一個處理室中從多個蒸發源同時進行蒸鍍的蒸鍍法。
接著，在電洞注入層111上形成20nm厚的上述結構式(ii)所示的4-苯基-4'-(9-苯基茀-9-基)三苯基胺(簡稱：BPAFLP)的膜，以形成電洞傳輸層112。
再者，在電洞傳輸層112上將上述結構式(iii)所示的4,6mCzP2Pm、上述結構式(iv)所示的PCBBiF以及上述結構式(v)所示的紅螢烯以重量比成為0.8：0.2：0.0075(=4,6mCzP2Pm：PCBBiF：紅螢烯)的方式共蒸鍍，形成40nm厚的發光層113。
然後，在發光層113上形成10nm厚的4,6mCzP2Pm的膜，並且，形成15nm厚的上述結構式
(vi)所示的紅啡啉(簡稱：BPhen)的膜，由此形成電子傳輸層114。
在形成電子傳輸層114之後，蒸鍍形成1nm厚的氟化鋰(LiF)的膜來形成電子注入層115，最後，作為用作陰極的第二電極102，蒸鍍形成200nm厚的鋁膜，由此製造本實施例的發光元件1。
注意，在上述蒸鍍過程中，蒸鍍都利用電阻加熱法進行。
共蒸鍍形成40nm厚的4,6mCzP2Pm及紅螢烯以使其重量比為1：0.005(=4,6mCzP2Pm：紅螢烯)，由此製造對比發光元件1的發光元件1中的發光層113。其他材料或結構都與發光元件1相同。也就是說，對比發光元件1是在發光元件1中沒有使用第二有機化合物的發光元件。
在氮氛圍的手套箱中，以不使發光元件暴露於大氣的方式使用玻璃基板對發光元件1及對比發光元件1進行密封(將密封材料塗佈在元件的周圍，在密封時進行UV處理以及在80℃的溫度下的1小時的熱處理)，然後對這些發光元件的初期特性進行測定。另外，該測定在室溫下(在保持為25℃的氛圍中)進行。
關於發光元件1及對比發光元件1，圖13示出電流密度-亮度特性，圖14示出亮度-電流效率特性，圖15示出電壓-亮度特性，圖16示出亮度-功率效率特
性，圖17示出亮度-外部量子效率特性，圖18示出發射光譜。
表1示出發光元件1及對比發光元件1的1000cd/m2附近的主要特性值。
從以上結果看來，作為第二有機化合物使用具有包含對聯苯骨架的基及包含茀-2-基骨架的基的兩者的芳胺(即PCBBiF)的發光元件1示出比不包含第二有機化合物的對比發光元件1良好的結果。明確而言，在發光元件1中，電流效率增高，驅動電壓變低，功率效率及外部量子效率也得到了提高。
參照圖17的發光元件1的外部量子效率可知其示出超過7%的非常良好的特性。這表示第一有機化合物和第二有機化合物形成激態錯合物，並且其能量高效率地移動到紅螢烯。此外，從7%以上的良好的發光效率可知，在激態錯合物中，由於三重激發能量的由三重激發能階至單重激發能階的反系間竄躍所產生的單重激發能量有助於紅螢烯的發光。
此外，圖19示出在將初始亮度設定為1000cd/m2並固定電流密度的條件下驅動發光元件1及對比發光元件1來進行可靠性測試而得到的結果。圖19示出將初始亮度設定為1的歸一化亮度的變化。由此結果可知，與對比發光元件1相比，發光元件1是伴隨驅動時間變化的亮度下降減小了的可靠性良好的發光元件。
在本實施例中，對本發明的一個方式的發光元件(發光元件2)及對比發光元件2進行說明。發光元件2的結構如下：作為發光層113中的第二有機化合物，使用具有包含對聯苯骨架的基及包含茀-2-基骨架的基的兩者的芳胺，即N-(1,1'-聯苯-4-基)-9,9-二甲基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9H-茀-2-胺(簡稱：PCBBiF)；並且作為發光物質使用3-(苯並噻唑-2-基)-7-二乙基胺基香豆素(俗名：香豆素6)。此外，對比發光元件2不使用第二有機化合物，在其發光層113中只含有第一有機化合物及作為發光物質的香豆素6。另外，作為第一有機化合物，發光元件2及對比發光元件2都使用4,6mCzP2Pm。以下示出本實施例中所使用的材料的化學式。
以下示出發光元件2及對比發光元件2的製造方法。
首先，在玻璃基板上藉由濺射法形成包含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)，以形成第一電極101。第一電極101的厚度為110nm，電極面積為2mm×2mm。第一電極101用作發光元件的陽極。
接著，作為在基板上形成發光元件的預理，在用水洗滌基板表面並以200℃焙燒1小時之後，進行UV臭氧處理370秒。
然後，將基板放入到其內部被減壓到10-4Pa左右的真空蒸鍍裝置中，在真空蒸鍍裝置內的加熱室中以
170℃進行真空焙燒30分鐘，之後對基板進行冷卻30分鐘左右。
接著，以使形成有第一電極101的面朝下的方式將形成有第一電極101的基板固定在設置於真空蒸鍍裝置內的基板支架上，並將壓力降低到10-4Pa左右，然後在第一電極101上藉由利用電阻加熱的蒸鍍法將上述結構式(i)所示的4,4',4"-(苯-1,3,5-三基)三(二苯並噻吩)(簡稱：DBT3P-II)和氧化鉬(VI)共蒸鍍，由此形成電洞注入層111。電洞注入層的厚度為20nm，將DBT3P-II和氧化鉬的重量比調節為4：2(=DBT3P-II：氧化鉬)。另外，共蒸鍍法是指在一個處理室中從多個蒸發源同時進行蒸鍍的蒸鍍法。
接著，在電洞注入層111上形成20nm厚的上述結構式(ii)所示的4-苯基-4'-(9-苯基茀-9-基)三苯基胺(簡稱：BPAFLP)的膜，以形成電洞傳輸層112。
再者，在電洞傳輸層112上將上述結構式(iii)所示的4,6mCzP2Pm、上述結構式(iv)所示的PCBBiF以及上述結構式(vii)所示的3-(苯並噻唑-2-基)-7-二乙基胺基香豆素(俗名：香豆素6)以重量比成為0.8：0.2：0.005(=4,6mCzP2Pm：PCBBiF：香豆素6)的方式共蒸鍍，形成40nm厚的發光層113。
然後，在發光層113上形成10nm厚的4,6mCzP2Pm的膜，並且，形成15nm厚的上述結構式(vi)所示的紅啡啉(簡稱：BPhen)的膜，由此形成電
子傳輸層114。
在形成電子傳輸層114之後，蒸鍍形成1nm厚的氟化鋰(LiF)的膜來形成電子注入層115，最後，作為用作陰極的第二電極102，蒸鍍形成200nm厚的鋁膜，由此製造本實施例的發光元件2。
注意，在上述蒸鍍過程中，蒸鍍都利用電阻加熱法進行。
共蒸鍍形成40nm厚的4,6mCzP2Pm及香豆素6以使其重量比為1：0.005(=4,6mCzP2Pm：香豆素6)，由此製造對比發光元件2的發光元件2中的發光層113。其他材料或結構都與發光元件2相同。也就是說，對比發光元件2是在發光元件2中沒有使用第二有機化合物的發光元件。
在氮氛圍的手套箱中，以不使發光元件暴露於大氣的方式使用玻璃基板對發光元件2及對比發光元件2進行密封(將密封材料塗佈在元件的周圍，在密封時進行UV處理以及在80℃的溫度下的1小時的熱處理)，然後對這些發光元件的初期特性進行測定。另外，該測定在室溫下(在保持為25℃的氛圍中)進行。
關於發光元件2及對比發光元件2，圖20示出電流密度-亮度特性，圖21示出亮度-電流效率特性，圖22示出電壓-亮度特性，圖23示出亮度-功率效率特
性，圖24示出亮度-外部量子效率特性，圖25示出發射光譜。
另外，表2示出發光元件2及對比發光元件2的1000cd/m2附近的主要特性值。
從以上結果看來，作為第二有機化合物使用具有包含對聯苯骨架的基及包含茀-2-基骨架的基的兩者的芳胺(即PCBBiF)的發光元件2示出比不包含第二有機化合物的對比發光元件2良好的結果。明確而言，與對比發光元件2相比，發光元件2的電流效率增高，驅動電壓變低，功率效率及外部量子效率也得到了提高。
參照圖24的發光元件2的外部量子效率可知其示出超過6%的非常良好的特性。這表示第一有機化合物和第二有機化合物形成激態錯合物，並且其能量高效率地移動到香豆素6。此外，從6%以上的良好的發光效率可知，在激態錯合物中，由於三重激發能量的由三重激發能階至單重激發能階的反系間竄躍所產生的單重激發能量有助於香豆素6的發光。
此外，圖26示出在將初始亮度設定為1000cd/m2並固定電流密度的條件下驅動發光元件2及對比發光元件2來進行可靠性測試而得到的結果。圖26示出將初始亮度設定為1的歸一化亮度的變化。由此結果可知，與對比發光元件2相比，發光元件2是伴隨驅動時間變化的亮度下降減小了的可靠性良好的發光元件。
在本實施例中，對本發明的一個方式的發光元件(發光元件3)及對比發光元件3進行說明。發光元件3的結構如下：作為發光層113中的第二有機化合物，使用具有包含p-聯苯骨架的基及包含茀-2-基骨架的基的兩者的芳胺，即N-(1,1'-聯苯-4-基)-9,9-二甲基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9H-茀-2-胺(簡稱：PCBBiF)；並且作為發光物質使用{2-三級丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯並[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱：DCJTB)。此外，對比發光元件3不使用第二有機化合物，在其發光層113中只含有第一有機化合物及作為發光物質的DCJTB。另外，作為第一有機化合物，發光元件3及對比發光元件3都使用4,6mCzP2Pm。以下示出本實施例中所使用的材料的化學式。
以下示出發光元件3及對比發光元件3的製造方法。
首先，在玻璃基板上藉由濺射法形成包含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)，以形成第一電極101。第一電極101的厚度為110nm，電極面積為2mm×2mm。第一電極101用作發光元件的陽極。
接著，作為在基板上形成發光元件的預處理，在用水洗滌基板表面並以200℃焙燒1小時之後，進行UV臭氧處理370秒。
然後，將基板放入到其內部被減壓到10-4Pa左右的真空蒸鍍裝置中，在真空蒸鍍裝置內的加熱室中以
170℃進行真空焙燒30分鐘，之後對基板進行冷卻30分鐘左右。
接著，以使形成有第一電極101的面朝下的方式將形成有第一電極101的基板固定在設置於真空蒸鍍裝置內的基板支架上，並將壓力降低到10-4Pa左右，然後在第一電極101上藉由利用電阻加熱的蒸鍍法將上述結構式(i)所示的4,4',4"-(苯-1,3,5-三基)三(二苯並噻吩)(簡稱：DBT3P-II)和氧化鉬(VI)共蒸鍍，由此形成電洞注入層111。電洞注入層的厚度為20nm，將DBT3P-II和氧化鉬的重量比調節為4：2(=DBT3P-II：氧化鉬)。另外，共蒸鍍法是指在一個處理室中從多個蒸發源同時進行蒸鍍的蒸鍍法。
接著，在電洞注入層111上形成20nm厚的上述結構式(ii)所示的4-苯基-4'-(9-苯基茀-9-基)三苯基胺(簡稱：BPAFLP)的膜，以形成電洞傳輸層112。
再者，在電洞傳輸層112上將上述結構式(iii)所示的4,6mCzP2Pm、上述結構式(iv)所示的PCBBiF以及上述結構式(viii)所示的{2-三級丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯並[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱：DCJTB)以重量比成為0.8：0.2：0.005(=4,6mCzP2Pm：PCBBiF：DCJTB)的方式共蒸鍍，形成40nm厚的發光層113。
然後，在發光層113上形成10nm厚的4,6mCzP2Pm的膜，並且，形成15nm厚的上述結構式
(vi)所示的紅啡啉(簡稱：BPhen)的膜，由此形成電子傳輸層114。
在形成電子傳輸層114之後，蒸鍍形成1nm厚的氟化鋰(LiF)的膜來形成電子注入層115，最後，作為用作陰極的第二電極102，蒸鍍形成200nm厚的鋁膜，由此製造本實施例的發光元件3。
注意，在上述蒸鍍過程中，蒸鍍都利用電阻加熱法進行。
共蒸鍍形成40nm厚的4，6mCzP2Pm及DCJTB以使其重量比為1：0.005(=4,6mCzP2Pm：DCJTB)，由此製造對比發光元件3的發光元件3中的發光層113。其他材料或結構都與發光元件3相同。也就是說，對比發光元件3是在發光元件3中沒有使用第二有機化合物的發光元件。
在氮氛圍的手套箱中，以不使發光元件暴露於大氣的方式使用玻璃基板對發光元件3及對比發光元件3進行密封(將密封材料塗佈在元件的周圍，在密封時進行UV處理以及在80℃的溫度下的1小時的熱處理)，然後對這些發光元件的初期特性進行測定。另外，該測定在室溫下(在保持為25℃的氛圍中)進行。
關於發光元件3及對比發光元件3，圖27示出電流密度-亮度特性，圖28示出亮度-電流效率特性，圖29示出電壓-亮度特性，圖30示出亮度-功率效率特
性，圖31示出亮度-外部量子效率特性，圖32示出發射光譜。
表3示出發光元件3及對比發光元件3的1000cd/m2附近的主要特性值。
從以上結果看來，作為第二有機化合物使用具有包含對聯苯骨架的基及包含茀-2-基骨架的基的芳胺(即PCBBiF)的發光元件3示出比不包含第二有機化合物的對比發光元件3良好的結果。明確而言，在發光元件3中，電流效率增高，驅動電壓變低，功率效率及外部量子效率也得到了提高。
參照圖31的發光元件3的外部量子效率可知其示出近於8%的非常良好的特性。這表示第一有機化合物和第二有機化合物形成激態錯合物，並且其能量高效率地移動到DCJTB。此外，從近於8%的良好的發光效率可知，在激態錯合物中，由於三重激發能量的由三重激發能階至單重激發能階的反系間竄躍所產生的單重激發能量有助於DCJTB的發光。
此外，圖33示出在將初始亮度設定為1000cd/m2並固定電流密度的條件下驅動發光元件3及對比發光元件3來進行可靠性測試而得到的結果。圖33示出將初始亮度設定為1的歸一化亮度的變化。由此結果可知，與對比發光元件3相比，發光元件3是伴隨驅動時間變化的亮度下降減小了的可靠性良好的發光元件。
在本參考例中，對在實施例中使用的N-(1,1'-聯苯-4-基)-9,9-二甲基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9H-茀-2-胺(簡稱：PCBBiF)的合成方法進行說明。
將45g(0.13mol)的N-(1,1'-聯苯-4-基)-9,9-二甲基-9H-茀-2-胺、36g(0.38mol)的三級丁醇鈉、21g(0.13mol)的溴苯、500mL的甲苯放入1L三頸燒瓶中。在進行減壓的同時攪拌該混合物，以進行脫氣，在脫氣之後對該燒瓶進行氮氣置換。然後，添加0.8g(1.4mmol)的雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)、12mL(5.9mmol)的三(三級丁基)膦(10wt%的己烷溶液)。以下示出步驟1的合成方案。
在氮氣流下且在90℃的溫度下攪拌該混合物2小時。然後，在將該混合物冷卻到室溫之後，藉由抽濾分離固體。濃縮所得到的濾液，來得到200mL左右的褐色溶液。在混合該褐色溶液和甲苯之後，使用矽藻土(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼：531-16855。以下所示的矽藻土也是相同的，所以省略重複記載)、礬土、矽酸鎂(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼：540-00135。以下所示的矽酸鎂也是相同的，所以省略重複記載)對所得到的溶液進行精製。濃縮所得到的濾液，來得到淡黃色溶液。使用己烷使該淡黃色溶液再結晶，以95%的產率得到52g的目的物的淡黃色粉末。
將45g(0.10mol)的N-(1,1'-聯苯-4-基)-9,9-二甲基-N-苯基-9H-茀-2-胺放入1L的三角燒瓶中，添加225mL的甲苯進行加熱同時進行攪拌和溶解。在將該溶液冷卻到室溫之後，添加225mL的乙酸乙酯，添加18g(0.10mol)的N-溴代丁二醯亞胺(簡稱：NBS)，在室
溫下攪拌混合物2.5小時。在攪拌結束之後，使用飽和碳酸氫鈉水溶液對該混合物進行洗滌三次，使用飽和食鹽水對該混合物進行洗滌一次。對該有機層添加硫酸鎂，將其放置2小時，並且進行乾燥。對所得到的混合物進行自然過濾去除硫酸鎂，濃縮所得到的濾液，而得到黃色溶液。混合該黃色溶液和甲苯，使用矽藻土、礬土、矽酸鎂對該溶液進行精製。濃縮所得到的溶液，來得到淡黃色固體。使用甲苯/乙醇使該淡黃色固體再結晶，以89%的產率得到47g的目的物的白色粉末。以下示出步驟2的合成方案。
將41g(80mmol)的N-(1,1'-聯苯-4-基)-N-(4-溴苯基)-9,9-二甲基-9H-茀-2-胺以及25g(88mmol)的9-苯基-9H-咔唑-3-基硼酸放入1L三頸燒瓶中，添加240mL的甲苯、80mL的乙醇、120mL的碳酸鉀水溶液(2.0mol/L)，在進行減壓的同時攪拌該混合物，以進行脫氣，在脫氣之後對該燒瓶進行氮氣置換。而且，添加27mg(0.12mmol)的醋酸鈀(Ⅱ)、154mg(0.5mmol)的三(鄰甲苯基)膦，再次在進行減壓的同時攪拌該混合
物，以進行脫氣，在脫氣之後對該燒瓶進行氮氣置換。在氮氣流下且在110℃的溫度下攪拌該混合物1.5小時。以下示出步驟3的合成方案。
然後，在攪拌該混合物的同時將其冷卻到室溫，然後使用甲苯萃取該混合物的水層兩次。在組合所得到的萃取液和有機層之後，使用水對其進行洗滌兩次，使用飽和食鹽水對其進行洗滌兩次。對該溶液添加硫酸鎂，將其放置，並且進行乾燥。對該混合物進行自然過濾去除硫酸鎂，濃縮所得到的濾液，而得到褐色溶液。在混合該褐色溶液和甲苯之後，使用矽藻土、礬土、矽酸鎂對所得到的溶液進行精製。濃縮所得到的濾液，來得到淡黃色固體。使用乙酸乙酯/乙醇使該淡黃色固體再結晶，以88%的收集率得到46g的目的物的淡黃色粉末。
藉由利用梯度昇華方法對所獲得的38g淡黃
色粉末進行昇華精製。在昇華精製中，在壓力為3.7Pa且氬氣流量為15mL/min的條件下，在345℃的溫度下加熱淡黃色粉末。在進行昇華精製之後，以83%的產率得到31g的目的物的淡黃色固體。
藉由核磁共振法(NMR)確認到該化合物為目的物的N-(1,1'-聯苯-4-基)-9,9-二甲基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9H-茀-2-胺(簡稱：PCBBiF)。
以下示出所得到的淡黃色固體的1H NMR資料：1H NMR(CDCl3，500MHz)：δ=1.45(s，6H)、7.18(d，J=8.0Hz，1H)、7.27-7.32(m，8H)、7.40-7.50(m，7H)、7.52-7.53(m，2H)、7.59-7.68(m，12H)、8.19(d，J=8.0Hz，1H)、8.36(d，J=1.1Hz，1H)。
Claims (12)
- 一種發光裝置，包括：一對電極之間的發光層，該發光層包括螢光物質、第一有機化合物及第二有機化合物，其中，該第二有機化合物由通式(G1)表示：Ar1表示取代或未取代的對聯苯基、取代或未取代的茀基以及取代或未取代的4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基中的任一個，並且，Ar2及Ar3分別獨立表示碳原子數為6至50的芳基或碳原子數為1至50的雜芳基，並且，該第一有機化合物及該第二有機化合物形成激態錯合物(exciplex)。
- 一種發光裝置，包括：一對電極之間的發光層，該發光層包括螢光物質、第一有機化合物及第二有機化合物，其中，該第二有機化合物由通式(G1)表示：Ar1及Ar2分別獨立表示取代或未取代的對聯苯基、取代或未取代的茀基、取代或未取代的螺茀基以及取代或未取代的4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基中的任一個，並且，Ar3表示碳原子數為6至50的芳基或碳原子數為1至50的雜芳基，該第一有機化合物及該第二有機化合物形成激態錯合物。
- 一種發光裝置，包括：一對電極之間的發光層，該發光層包括螢光物質、第一有機化合物及第二有機化合物，其中，該第二有機化合物由通式(G1)表示：並且，Ar1、Ar2及Ar3分別獨立表示包含對聯苯骨架的基，並且，該第一有機化合物及該第二有機化合物形成激態錯合物。
- 根據申請專利範圍第3項之發光裝置，其中該基表示取代或未取代的對聯苯基、取代或未取代的茀基、取代或未取代的螺茀基以及取代或未取代的4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基中的任一個。
- 根據申請專利範圍第1、2及4項中任一項之發光裝置，其中該取代或未取代的茀基是取代或未取代的茀-2-基。
- 根據申請專利範圍第1至3項中任一項之發光裝置，其中該第二有機化合物不包含萘骨架。
- 根據申請專利範圍第1至3項中任一項之發光裝置，其中該第一有機化合物具有電子傳輸性，並且，該第二有機化合物具有電洞傳輸性。
- 根據申請專利範圍第1至3項中任一項之發光裝置，其中該激態錯合物的發射光譜與螢光物質的最長波長一側的吸收帶重疊。
- 根據申請專利範圍第1至3項中任一項之發光裝置，其中從該發光裝置發射的光包括延遲螢光。
- 根據申請專利範圍第1至3項中任一項之發光裝置，其中該第二有機化合物由式(100)表示：
- 一種電子裝置，包括根據申請專利範圍第1至3項中任一項之發光裝置。
- 一種照明設備，包括根據申請專利範圍第1至3項中任一項之發光裝置。
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